miércoles, 11 de junio de 2014

TRIANGULACION DE LAS ESTRUCTURAS

TRIANGULACION DE LAS ESTRUCTURAS

    Existen muchas estructuras que están formadas a base de triángulos unidos entre sí. Este tipo de estructuras, que adquieren una gran rigidez, tienen infinidad de aplicaciones.
    El triángulo es el único polígono que no se deforma cuando actúa sobre él una fuerza. Al aplicar una fuerza de compresión sobre uno cualquiera de los vértices de un triángulo formado por tres vigas, automáticamente las dos vigas que parten de dicho vértice quedan sometidas a dicha fuerza de compresión, mientras que la tercera quedará sometida a un esfuerzo de tracción. Cualquier otra forma geométrica que adopten los elementos de una estructura no será rígida o estable hasta que no se triangule.
Si quieres observar el efecto que tendría sobre cada uno de estas estructuras articuladas el efecto de una fuerza coloca el ratón sobre cada imagen.
    En este sentido, podemos observar cómo las estanterías metálicas desmontables llevan para su ensamblado unas escuadras o triángulos, que servirán como elemento estabilizador al atornillarse en los vértices correspondientes. Análogamente, en los andamios de la construcción se utilizan tirantes en forma de aspa, que triangulan la estructura global y le confieren rigidez. A continuación puedes observar cómo se pueden convertir en estructuras  rígidas un cuadrado y un pentágono.
    A base de triangulación se han conseguido vigas de una gran longitud y resistencia, que se llaman vigas reticuladas o arriostradas y que se emplean profusamente en la construcción de grandes edificaciones que necesitan amplias zonas voladas y sin pilares, así como en la de puentes de una gran luz. Las vigas de este tipo tienen una mayor resistencia que las vigas macizas. En las casetas de feria se pueden observar, durante los procesos de montaje y desmontaje, los triángulos que soportan el peso de la lona que las cubre. Estos triángulos se denominan cerchas. También es comprensible ya porque se utilizan tirantes o travesaños en la diagonal de puertas de jardín o cancelas. Las grúas tan frecuentes en las proximidades de las grandes ciudades son estructuras desmontables reforzadas con multitud de triángulos.
    Sin duda  la estructura reticulada más famosa del mundo es la torre Eiffel. El ingeniero civil francés Alexandre Gustave Eiffel la proyectó para la Exposición Universal de París de 1889. El edificio, sin su moderna antena de telecomunicaciones, mide unos 300 m de altura. La base consiste en cuatro enormes arcos que descansan sobre cuatro pilares situados en los vértices de un rectángulo. A medida que la torre se eleva, los pilares se giran hacia el interior, hasta unirse en un solo elemento articulado. Cuenta con escaleras y ascensores (elevadores), y en su recorrido se alzan tres plataformas a distintos niveles, cada una con un mirador, y la primera, además, con un restaurante. Para su construcción se emplearon unas 6.300 toneladas de hierro. Cerca del extremo de la torre se sitúan una estación meteorológica, una estación de radio, una antena de transmisión para la televisión y unas habitaciones en las que vivió el propio Eiffel.

LOS PUENTES

LOS PUENTES
  Los puentes son estructuras que los seres humanos han ido construyendo a lo largo de los tiempos para superar las diferentes barreras naturales con las que se han encontrado y poder transportar así sus mercancías, permitir la circulación de las gentes y trasladar sustancias de un sitio a otro.
    Dependiendo el uso que se les dé, algunos de ellos reciben nombres particulares, como acueductos, cuando se emplean para la conducción del agua,viaductos, si soportan el paso de carreteras y vías férreas, y pasarelas, están destinados exclusivamente a la circulación de personas.
    Las características de los puentes están ligadas a las de los materiales con los que se construyen:
  • Los puentes de madera, aunque son rápidos de construir y de bajo coste, son poco resistentes y duraderos, ya que son muy sensibles a los agentes atmosféricos, como la lluvia y el viento, por lo que requieren un mantenimiento continuado y costoso. Su bajo coste (debido a la abundancia de madera, sobre todo en la antigüedad) y la facilidad para labrar  la madera pueden explicar que los primeros puentes construidos fueran de madera. 
  • Los puentes de piedra, de los que los romanos fueron grandes constructores, son tremendamente resistentes, compactos y duraderos, aunque en la actualidad su construcción es muy costosa. Los cuidados necesarios para su mantenimiento son escasos, ya que resisten muy bien los agentes climáticos. Desde el hombre consiguió dominar la técnica del arco este tipo de puentes dominó durante siglos. Sólo la revolución industrial con las nacientes técnicas de construcción con hierro pudo amortiguar este dominio.
  • Los puentes metálicos son muy versátiles, permiten diseños de grandes luces, se construyen con rapidez, pero son caros de construir y además están sometidos a la acción corrosiva, tanto de los agentes atmosféricos como de los gases y humos de las fábricas y ciudades, lo que supone un mantenimiento caro. El primer puente metálico fue construido en hierro.
  • Los puentes de hormigón armado son de montaje rápido, ya que ad­miten en muchas ocasiones elementos prefabricados, son resistentes, permiten superar luces mayores que los puentes de piedra, aunque menores que los de hierro, y tienen unos gastos de mantenimiento muy escasos, ya que son muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos
    Básicamente, las formas que adoptan los puentes son tres, que, por otra parte, están directamente relacionadas con los esfuerzos que soportan sus elementos constructivos. Estas configuraciones son:
  • PUENTES DE VIGA. Están formados fundamentalmente por elementos horizontales que se apoyan en sus extremos sobre soportes o pilares. Mientras que la fuerza que se transmite a través de los pilares es vertical y hacia abajo y, por lo tanto, éstos se ven sometidos a esfuerzos de compresión, las vigas o elementos horizontales tienden a flexionarse como consecuencia de las cargas que soportan. El esfuerzo de flexión supone una compresión en la zona superior de las vigas y una tracción en la inferior
  • PUENTE DE ARCO. Están constituidos básicamente por una sección curvada hacia arriba que se apoya en unos soportes o estribos y que abarca una luz o espacio vacío. En ciertas ocasiones el arco es el que soporta el tablero del puente sobre el que se circula, mediante una serie de soportes auxiliares, mientras que en otras de él es del que pende el tablero mediante la utilización de tirantes. La sección curvada del puente está siempre sometida a esfuerzos de compresión, igual que los soportes, tanto del arco como los auxiliares que sustentan el tablero. Los tirantes soportan esfuerzos de tracción.
  • PUENTES COLGANTES. Están formados por un tablero por el que se circula, que pende, mediante un gran número de tirantes, de dos grandes cables que forman sendas catenarias y que están anclados en los extremos del puente y sujetos por grandes torres de hormigón o acero. Con excepción de las torres o pilares que soportan los grandes cables portantes y que están sometidos a esfuerzos de compresión, los demás elementos del puente, es decir, cables y tirantes, están sometidos a esfuerzos de tracción.
  • Como cualquier clasificación, ésta no pretende ser más que una aproximación torpe de la comprensión humana a la diversidad, en este caso de los puentes.
    Atendiendo a la función primordial que cumplen.Acueductos. Puentes que conducen agua.
    Viaductos. Puentes destinados al paso de vehículos.
    Pasarelas. Puentes pensados para el uso exclusivo de peatones.
    Atendiendo al material del que están hechos.De madera. Los primeros puentes son simplemente uno o varios troncos uniendo dos orillas de un riachuelo.
    De piedra. La conquista tecnológica del arco permite construir puentes de piedra.
    De hierro. La revolución industrial trae de su mano los primeros puentes de este material.
    De hormigón y acero.Los puentes actuales se construyen mezclando estos dos materiales.
    Atendiendo a la forma en que se soportan los esfuerzos.De viga. Es la primera y más sencilla solución que inventa el hombre para salvar una distancia. En la antigüedad, antes de conocer el hormigón armado, hubo que descartarlos ya que la madera por flexión no permitía cubrir grandes distancias.
    De arco.Sobre tablero. El arco soporta el peso del tablero del que está colgado.
    Bajo tablero. El tablero está encima del arco que es quien soporta el peso del puente.
    Colgante. El tablero cuelga de grandes pilares. Aquí no hay arcos.

martes, 10 de junio de 2014

ESTRUCTURA METALICA


ESTRUCTURA METÁLICA

Una estructura metálica es cualquier estructura donde la mayoría de las partes que la forman son materiales metálicos, normalmente acero. Las estructuras metálicas se utilizan por norma general en el sector industrial porque tienen excelentes características para la construcción, son muy funcionales y su coste de producción suele ser más barato que otro tipo de estructuras. Normalmente cualquier proyecto de ingeniería, arquitectura, etc utiliza estructuras metálicas.

   Si observas en tu día a día podrás darte cuenta de que nuestras vidas dependen prácticamente del uso de los metales, echa un vistazo a tu alrededor y verás metal en todas partes: tu ordenador, tu mp3, las ventanas de tu casa, los edificios, los coches, etc. La mayoría de los metales son fuertes, conducen la electricidad y tienen un punto alto de fusión y ebullición. Tienen estas propiedades debido a su estructura.
   Para que una estructura funcione bien tiene que ser estable, resistente y rígida. Estable para que no vuelque, resistente para que soporte esfuerzos sin romperse y rígida para que su forma no varíe si se le somete a esfuerzos, como por ejemplo el propio peso y el de las personas.

   Cada estructura metálica está formada por la estructura metálica principal y la estructura metálica secundaria.
Condiciones que Debe Cumplir Cualquier Estructura


   - Que sea Rígida: Que la estructura no se deforme al aplicar las fuerzas sobre ella.



   - Que sea Estable : Que no vuelque.



   - Que sea Resistente : Que al aplicarle las fuerzas, todos los elementos que la forman sean capaces de soportar la fuerza a la que se verán sometidos sin romperse o deformarse.





ESTRUCTURAS HORIZONTALES Y VERTICALES

ESTRUCTURAS HORIZONTALES Y VERTICALES

estructuras horizontales

Las organizaciones verticales se estructuran de forma funcional: buscan mejoras concretas en las funciones, departamentos o tareas. Por el contrario, se puede organizar el flujo de trabajo en torno a procesos clave que abarcan a toda la empresa y que, en última instancia, ligan a ésta con las necesidades del cliente. Reduciendo la jerarquía disminuimos al máximo el número de áreas de actividad en las que se dividen los procesos clave.
Típica mente,las estructuras funcionales o divisionales de las grandes corporaciones resultan en una proliferación de mandos intermedios, con la tarea de vincular las políticas emanadas de la alta dirección con el trabajo cotidiano de los empleados de línea. 
Sin embargo, es frecuente que esta estructura obstruya los flujos de información, la transmisión de la cultura y los valores, y distancie la dirección general y la estrategia de los trabajadores en contacto con el cliente. 
De esta forma, en los últimos años, muchas empresas han adoptado estructuras horizontales, caracterizadas por una menor cantidad de niveles jerárquicos y un mayor contacto entre empleados y alta dirección.




estructura vertical
Los edificios en altura son un ejemplo de estructuras verticales; con gran diferencia entre la superficie de planta y su altura considerable, que actúa como una mensula empotrada en el terreno, mas que como una columna apoyada. En estos casos, el problema más importante es el vuelco ante las cargas originadas por el viento.
Las cargas que deciden el proyecto de un sistema estructural vertical se obtienen de la sumatoria del peso propio, las cargas de uso y el viento. Éstas se componen en una resultante oblicua.
A menor inclinación de la resultante, mayor es la dificultad de transmitirlas a la cimentación
La presión del viento por unidad de área se incrementa con la altura del edificio.
Su influencia en la estructura cobra mucha más importancia que las cargas verticales; la estructura vertical es solicitada por el viento como una viga en voladizo es solicitada por una carga vertical continua.

PRINCIPALES ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA


PRINCIPALES ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA

Para ello existen una serie de elementos que forman parte de la mayoría 
de las estructuras y que son los encargados de darle la suficiente 
resistencia, los principales son: 




  •  Pilares y columnas: es una barra apoyada 

verticalmente, cuya función es la de soportar el 
peso de otras partes de la estructura. También se le 
denomina poste, columna, etc. Los materiales de los 
que está construido son muy diversos, desde la 
madera al hormigón armado, pasando por el acero, 
ladrillos, mármol, etc. Suelen ser de forma cuadrada 
o rectangular y las columnas suelen ser de 
circulares. 


 

  •  Vigas y viguetas: es una pieza o barra 

horizontal. Forma parte de los forjados 
de las construcciones. Están sometidas a 
esfuerzos de flexión. Se apoyan 
normalmente en los pilares. 



 Forjado: es la estructura horizontal, formada por el conjunto vigas, 
viguetas, bovedillas, hormigón, que nos sirve de techo (si hay una 

planta superior), y de suelo. 
 Cimientos: es el elemento encargado de soportar y repartir en la 
tierra todo el paso de la estructura, impidiendo que ésta sufra 
movimientos importantes. Los materiales de los que se compone son 
hormigón armado, hierro, acero, etc. 


 Tirantes: Es un elemento que se emplea en las estructuras 
sustituyendo a elementos rígidos. Son cables, normalmente 
constituidos por hilos de acero, que dan rigidez y permiten mejorar la 
resistencia de la estructura. 


 Arcos : Normalmente es una forma usada 
en arquitectura, pero también se usa en la 
construcción de estructuras ya que da 
solidez y transmite las cargas que recibe por 
la parte superior a los pilares y apoyos de los 
lados. 
 
 Triángulos: el triángulo es la 
forma geométrica más estable, 
al no deformarse al actuar sobre 
él fuerzas externas. Por tanto la 
triángulación hace que las 
estructuras sean indeformables.

                                                                                                                                                                         
  • Cimientos: es el elemento encargado de soportar y repartir en la tierra todo el paso de la estructura, impidiendo que ésta sufra movimientos importantes. Normalmente soporta esfuerzos de compresión. los materiales de los que se compone son hormigón armado, hierro, acero, etc.
                                      
  • Tirantes: es un elemento constructivo que está sometido principalmente a esfuerzos  de tracción. Otras denominaciones que recibe según las aplicaciones son: riostra, cable, tornapunta y tensor. Algunos materiales que se usan para fabricarlos son cuerdas, cables de acero, cadenas, listones de madera...




TIPOS DE ESFUERZO

TIPOS DE ESFUERZO 
La acción de las fuerzas sobre los cuerpos y su estructura provoca una serie de efectos internos. Estos efectos se manifiestan como tensiones externas.
 Atendiendo a la dirección y sentido en que actúan las fuerzas que los originan, los esfuerzos se clasifican en:
  •  Tracción.- Al aplicar dos fuerzas perpendiculares a la superficie, en la misma dirección y sentido contrario hacia fuera, el cuerpo tiende a estirarse.

          

  • Compresión.- Al aplicar dos fuerzas perpendiculares a la superficie, en la misma dirección y sentido contrario hacia adentro, el cuerpo tiende a comprimirse.

         
  • Flexión.- Al aplicar dos fuerzas perpendiculares a la longitud, en la misma dirección y sentido, el cuerpo tiende a doblarse.

                
  • Torsión.- Al aplicar dos fuerzas perpendiculares a la longitud, en la misma dirección y sentido contrario, el cuerpo tiende a retorcerse.

      
  •  Cizalla-dura o cortadura.- Al aplicar dos fuerzas perpendiculares a la longitud , en la misma dirección y sentido contrario, el cuerpo tiende a cortarse.